[发明专利]一种生产铝钇合金的方法

说明书

本发明提供了一种生产铝钇合金的方法，在保证现有铝电解槽正常铝电解生产情况下，加入LiCl原料调节铝电解槽中电解质成份，然后向所述铝电解槽内按比例加入AlCl₃原料和Y₂O₃原料电解得到铝钇合金。本发明仅利用现有的预焙阳极铝电解槽，在不增加任何设备投入的情况下，实现用铝电解槽工业化连续生产铝钇合金。本发明具有Y₂O₃原料利用率高，铝钇合金中钇含量高、成分均匀、生产成本低的特点。

技术领域：

本发明涉及一种铝钇合金的制备方法，特别是涉及一种用铝电解槽制备铝钇合金的制备方法。

背景技术：

钇是铝合金重要的微合金化元素，其对铝合金尤其是含镁的铝合金具有相当强的细化作用，同时还可提高合金再结晶温度，增加铝合金的强度和韧性。目前，铝钇合金的主要生产方法有对掺法、热还原法、熔盐电解法等。

对掺法即使用纯铝和纯钇为原料，在熔融状态下按一定比例掺配，形成铝钇合金。但由于钇的熔点高达1500℃，为了使钇在铝熔体中充分溶解，就需要将制备合金的容器或坩埚加热至该温度以上。这就对耐火材料提出了非常高的要求，实现难度大。同时，更高的温度使铝的氧化烧损加大，加之单质钇价格极其昂贵，直接导致该生产方法的成本非常高；该方法也不容易获得成分均匀的合金。

热还原法即利用铝、钙等元素还原钇的氧化物或卤化物的方法进行铝钇合金的制备，对于此类方法，为了帮助反应进行，其包含数种其它化合物。反应完毕后，加入的化合物会进入合金熔体并且分离困难，导致合金中杂质多，严重影响合金质量。

熔盐电解法即在特定的熔盐电解质体系中，利用电解法生产铝钇合金的方法。在这其中，具有代表性的方法之一为在含冰晶石-氯化物的熔盐电解体系中生产铝钇合金。但由于冰晶石-氯化物的熔盐电解体系存在环境污染的问题已被弃用，现代大型预焙阳极铝电解槽均为冰晶石-氟化物，因此该方法不具备工业化推广价值。在冰晶石-氟化物熔盐电解体系中生产铝钇合金的方法亦有两种：一种采用氯化钇等钇的卤化物做原料，但该方法的问题是钇的卤化物价格较贵，导致制造成本较高，基本不具备应用价值。

另外一种就是采用Y₂O₃(氧化钇)为原料，在现有的大型预焙阳极铝电解槽冰晶石-氟化物熔盐体系中生产铝钇合金的方法。该方法目前主要存在的问题为Y₂O₃熔点较高，在冰晶石-氟化物熔体系中熔解度较低，导致Y₂O₃原料容易下沉至熔体底部形成沉淀，造成Y₂O₃原料的浪费；同时提高了熔盐体系的电压并影响电流效率。此外，Y₂O₃原料的加入会导致熔盐体系电导率的下降，造成电解能耗的增加。

发明内容：

为克服背景技术中存在的诸多不足，本发明的目的在于提供一种在保证现有大型预焙阳极铝电解槽正常铝电解生产情况下，以Y₂O₃为原料制备铝钇合金的方法，及利用该方法制得的铝钇合金。该方法具有Y₂O₃原料利用率高、铝钇合金成分均匀、生产成本低的特点；同时该方法能够制备出钇的质量百分含量达到6％的铝钇合金。

本发明的目的由如下技术方案实施：一种生产铝钇合金的方法，在保证现有铝电解槽正常铝电解生产情况下，加入LiCl原料调节铝电解槽中电解质成份，然后向所述铝电解槽内按比例加入AlCl₃原料和Y₂O₃原料电解得到铝钇合金。